怎么能使無機膠凝材料的硬脆性降低?
作者:化工綜合網(wǎng)發(fā)布時間:2022-01-23分類:無機化工瀏覽:175
能單獨或與其他材料混合形成塑性漿體,經(jīng)物理或化學(xué)作用轉(zhuǎn)變成堅固的石狀體的一種無機非金屬材料,也稱無機膠結(jié)料。
分類 無機膠凝材料按所需硬化條件不同,可分為水硬性和非水硬性兩類。水硬性膠凝材料具有既能在空氣中,又能在水中硬化的特性,各種水泥屬于此類;非水硬性膠凝材料只能在空氣中或其他條件下(如熱處理、摻加外加劑等)硬化,不能在水中硬化,石灰、石膏、磷酸鹽膠結(jié)料、水玻璃膠結(jié)料、鎂質(zhì)膠結(jié)料和硫磺膠結(jié)料等屬于此類。
沿革 在人類早期的建筑活動中,石灰、石膏是最早被使用的膠凝材料。埃及古王國時期(公元前3000年左右)的大金字塔,是用石膏砂漿膠結(jié)石塊和石板砌筑的。公元前8世紀(jì),希臘人就已使用石灰。羅馬人用石灰砂漿作為墻體砌筑材料。古希臘人和古羅馬人利用火山灰摻入石灰中制作砂漿,用它砌筑的構(gòu)筑物堅固耐久。這種膠凝材料曾延續(xù)使用了相當(dāng)長的一段歷史時期,直到羅馬水泥和波特蘭水泥問世,才逐漸被取代。20世紀(jì)初,隨著現(xiàn)代土木工程的發(fā)展,石膏、石灰、波特蘭水泥等膠凝材料已不能滿足特種工程的需要,必須開發(fā)研究新膠凝材料。一方面通過調(diào)整波特蘭水泥的礦物組成,獲得了一大類具有特殊性能的特種水泥,如快硬水泥、低熱和中熱水泥、抗硫酸鹽水泥、油井水泥、膨脹水泥、白色水泥、彩色水泥和抗菌水泥等。另一方面通過改變原材料種類,研制成功了鋁酸鹽、硫鋁酸鹽和氟鋁酸鹽等系統(tǒng)的特種水泥,如快硬水泥、型砂水泥、耐火水泥、防輻射水泥和防藻水泥等。此外,還對磷酸鹽、水玻璃、鎂質(zhì)和硫磺等氣硬性膠凝材料進行研究,并取得成功。一大批新無機膠凝材料的產(chǎn)生,促進了土木工程的發(fā)展。
中國在使用無機膠凝材料方面,也有悠久的歷史。早在周朝已使用石灰修筑帝王的陵墓。從周朝至南北朝時期,人們以石灰、黃土和細(xì)砂的混合物作夯土墻或土坯墻的抹面,或制作居室和墓道的地坪。明清時期,三合土的使用和發(fā)展,使石灰的用途更為廣泛。至今,石灰在中國建筑中還占有一定地位。在中國古建筑中,常用石灰和某些有機物配制成復(fù)合膠凝材料使用,取得了良好的效果。據(jù)史料記載:南宋乾道六年(1170年)在修筑和州城時,采用了糯米汁與石灰的混合物作膠凝材料;建于明代的南京城,其磚石城垣的重要部位,即是以石灰加糯米汁作為灌漿材料。明《天工開物》一書中,關(guān)于糯米汁-石灰更有詳細(xì)的記載。此外,在古建筑中血料-石灰和桐油-石灰等,常用作膩子。
發(fā)展方向 在近代土木工程中,水泥和混凝土的應(yīng)用范圍日益擴大,但是這些材料在性能上存在著抗拉、抗沖擊強度低,抗?jié)B性和耐蝕性較差等缺點。為了改善水泥和混凝土的性能,開展了聚合物水泥和聚合物混凝土等近代復(fù)合材料的研究,成效顯著。用于土木工程的無機膠凝材料,不但品種多,而且用量大,使用面廣,是一類極為重要的土木建筑材料。根據(jù)現(xiàn)代土木工程發(fā)展的需要,無機膠凝材料的發(fā)展趨勢,將是在改進舊有品種的基礎(chǔ)上,不斷開發(fā)研究多功能、低能耗、經(jīng)久耐用和物美價廉的新品種。兼?zhèn)錈o機膠凝材料和有機膠凝材料優(yōu)點的復(fù)合膠凝材料,也將是一個重要的發(fā)展方向。
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